B// de la stimulation au potentiel d’action (la transduction) Résumé

B// de la stimulation au potentiel d’action (la transduction)

Les informations du milieu extérieur et intérieur (stimuli) sont captées par des récepteurs, puis transformées en messages nerveux envoyés vers les centres nerveux.

 Comment naissent les messages nerveux au niveau d’un récepteur ?

 Comment le centre nerveux est-il informé sur l’intensité du stimulus ? 1) Naissance des messages nerveux au niveau d’un récepteur.

Exemple de récepteur : le fuseau neuromusculaire.

a- Dispositif expérimental (manuel scolaire page 186)

 Une microélectrode reliée à un oscilloscope OA, est introduite à l’extrémité d’une fibre sensitive Ia.

 Une 2

microélectrode reliée à un oscilloscope OB, est introduite dans la fibre Ia au niveau du premier nœud de Ranvier.

 Une 3

microélectrode reliée à un oscilloscope OC, est introduite dans la fibre sensitive au niveau du deuxième nœud de Ranvier.

Stimulation = étirement du muscle extenseur de la jambe (ce qui induit l’étirement du fuseau), à l’aide de poids de masses croissantes.

b- Résultats :

Résumé

c- Interprétation :

 L’étirement du récepteur crée la naissance au niveau de l’extrémité de la fibre sensitive une dépolarisation appelée potentiel de récepteur ou potentiel générateur.

 L’amplitude du potentiel de récepteur augmente avec l’augmentation de l’intensité du stimulus

Le potentiel de récepteur est graduable (codé en modulation d’amplitude)

 Le potentiel de récepteur se propage sur une courte distance (jusqu’au du premier nœud de Ranvier) avec amortissement (décrément spatial)

 Au niveau du premier nœud de Ranvier, si le potentiel de récepteur atteint une valeur seuil appelée seuil de dépolarisation de (- 50 mV), il se déclenche un PA.



o L’amplitude du PA au niveau du premier nœud de Ranvier = + 100 mV.

Le PA enregistré au niveau du deuxième nœud de Ranvier possède la même amplitude de + 100 mV

Le PA se propage sans amortissement

o La stimulation S3 permet d’enregistrer, au niveau du premier nœud de Ranvier, un PA d’amplitude de + 100 mV

o La stimulation S4 d’intensité supérieure à la stimulation S3 permet d’enregistrer un PA de même amplitude (+ 100 mV)

Le PA n’est pas graduable : il obéit à la loi du tout ou rien.

 Au niveau de l’extrémité de la fibre sensitive, on enregistre que des potentiels de récepteur : même si leur amplitude atteint le seuil, il ne se déclenche pas de PA. Ceci s’explique par l’absence de CVD à Na

et à K

à ce niveau.

C’est au niveau du premier nœud de Ranvier que ce créent les PA : à ce niveau il existe des CVD à Na

et K

.

d- conclusion :

 L’énergie mécanique du stimulus (étirement) a été convertie au niveau du récepteur en une énergie électrique (potentiel de récepteur puis PA) : c’est la transduction.

Stimulations OA OB OC

S1 Dépolarisation =

potentiel de récepteur PR = - 70 mV PR = - 70 Mv

S2 Potentiel de

récepteur Potentiel de

récepteur PR = - 70 Mv

S3 Potentiel de

récepteur 1 PA d’amplitude =

+ 100 mV 1 PA d’amplitude = + 100 mV

S4 Potentiel de

récepteur 2 PA (d’amplitude

+ 100 mV chacun) 2 PA (d’amplitude

+ 100 mV chacun)

 L’extrémité de la fibre nerveuse est le lieu ou naissent les potentiels de récepteur : c’est le site transducteur.

 Le premier nœud de Ranvier est le lieu ou naissent les PA : c’est le site générateur.

2) Comment le système nerveux est-il informé sur l’intensité du stimulus ?

 La stimulation S3 a créé au niveau du premier nœud de Ranvier 1 PA d’amplitude + 100 Mv.

 La stimulation S4 d’intensité I4> I3 a créé au niveau du premier nœud de Ranvier 2 PA d’amplitude + 100 Mv chacun.

Plus l’intensité du stimulus augmente, plus la fréquence des PA augmente (alors que l’amplitude reste constante)

Le message nerveux est codé en modulation de fréquence.

1) Structure X : fuseau neuromusculaire.

Le fuseau neuromusculaire est sensible à un étirement c’est un mécanorécepteur.

2) Fibre N1 : fibre sensitive Ia.

Fibre N2 : motoneurone α.

D’après le document 2, on remarque que :

 L’amplitude des PA est constante et maximale quelque soit l’intensité de l’étirement exercée sur le fuseau

Le PA est non graduable : il obéit à la loi du tout ou rien.

3) Lorsque l’intensité de l’étirement augment, la fréquence des PA augmente Le message nerveux est codé en modulation de fréquence.

4) Le fuseau neuromusculaire :

 Convertit l’énergie mécanique de l’étirement en énergie électrique : c’est la transduction.

 Traduit la valeur de l’intensité du stimulus en fréquence de PA

Evaluation

Le document 1 représente les enregistrements de la réponse d’un récepteur sensoriel : le fuseau neuromusculaire, suite à une stimulation mécanique de plus en plus intense.

Tâches :

1) En utilisant les résultats des enregistrements du document 1, complétez le tableau de la page 2 :

2) a- En comparant les enregistrements obtenus en OA, dégager une caractéristique du potentiel de récepteur.

b- en comparant les enregistrements obtenus en OA, OB et OC avec les stimulations S

et S

, dégagez une deuxième caractéristique du potentiel de récepteur.

3) A quelle valeur minimale du potentiel de récepteur, il y a naissance de potentiel d’action dans la fibre afférente ?

4) En comparant les enregistrements en OB et OC avec les stimulations S

et S

, dégagez une propriété du PA.

5) Pourquoi les potentiels d’action apparaissent-ils au niveau du premier nœud de Ranvier et non à l’extrémité de la fibre sensitive ?

6) Le document 2 est un schéma simplifié résumant le rôle du récepteur sensoriel.

Complétez la légende de ce document.

7) En comparant les enregistrements en OB et OC avec les stimulations S3 et S4, expliquez comment est codée l’augmentation de l’intensité du stimulus au niveau du récepteur.

Activité

(B)

2^ème nœud de Ranvier

afférente

-

S

S

S

S

Fibre sensitive efférente

(B) (A)

Intensité croissante du stimulus

………

………

………

………

……….

………

………

Extrémité de la fibre

1er nœud de Ranvier

2^ème nœud de Ranvier

-

-

+ 30 mV

(C )

Fibre sensitive afférente

1er nœud de Ranvier

2^ème nœud de Ranvier Extrémité de la fibre

(C) (B)

(A)

-

Document 1

-70 mV